華東理工大學(xué)地處人文薈萃、海納百川的大都市上海，原名華東化工學(xué)院，其辦學(xué)歷史可以追溯到100多年前的南洋公學(xué)和震旦學(xué)院，是1952年全國院系調(diào)整時由交通大學(xué)(上海)、震旦大學(xué)(上海)、大同大學(xué)(上海)、東吳大學(xué)(蘇州)、江南大學(xué)(無錫)等校的化工系合并組建而成的全國第一所以化工特色聞名的院校。

      華東理工大學(xué)化工學(xué)院是學(xué)校重點院系，院系的師生這些年來在分子計算領(lǐng)域取得了極大的進展，以Gaussian，MS為中心的多種計算化學(xué)方面的高性能計算軟件和多幾點的高性能集群正在幫助材料學(xué)研究者以及理論化學(xué)研究者們實現(xiàn)多種計算機實驗和推導(dǎo)。
  
      用戶需求：

      由于計算化學(xué)領(lǐng)域計算問題非常復(fù)雜，采用高性能計算機系統(tǒng)成為理論化學(xué)計算的必由之路。而院系原來一直采用AMD處理器的服務(wù)器進行運算，目前已經(jīng)不能滿足院系師生的需求，學(xué)院決定更新高性能集群服務(wù)器，切實實現(xiàn)高性能并行計算應(yīng)用分析。

      更高的性能價格比。更高的可擴展性。更高的可管理性。更高的系統(tǒng)強壯性。對應(yīng)用系統(tǒng)的支持。
  
      項目實施：

      寶德科技的技術(shù)工程師立足前期的成功合作案例和經(jīng)驗，在INTEL的大力支持下，通過長達2個月的校方應(yīng)用方向和需求分析，運用INTEL解決方案中心的測試條件，同時兼顧后期校方的更大規(guī)模網(wǎng)格計算的擴展需要，針對性的推出了POWER 8000 HPC應(yīng)用方案。

      寶德技術(shù)人員投入極高的專注和熱情，針對華東理工的項目特點，設(shè)計了一整套符合學(xué)院軟件要求的集群方案，并在學(xué)院采購前和學(xué)院師生一起搭建測試平臺，驗證設(shè)計方案。

      另外Intel提供了系列的優(yōu)化工具、編譯工具、集群工具等眾多高性能計算組件，為IA架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)的高性能計算系統(tǒng)應(yīng)用提供高效率的保證。成為本次HPC項目成功實施的關(guān)鍵。

      方案描述：

      寶德科技為華東理工大學(xué)高性能集群系統(tǒng)可提供標(biāo)準(zhǔn)的Intel服務(wù)器平臺系統(tǒng)，先進的高性能服務(wù)器集群系統(tǒng)，具有實時多任務(wù)并行操作的高性能、高可用性、高穩(wěn)定性、可靠性、可擴展性等優(yōu)勢。

      寶德HPC解決方案充分結(jié)合客戶的實際需要,提供了以最新Woodcrest雙核服務(wù)器為計算節(jié)點的Power Cluster8000I高性能計算機系統(tǒng)，采用免費OSCAR中間件實現(xiàn)節(jié)點管理、任務(wù)分發(fā)和集群監(jiān)控，使用以太網(wǎng)的優(yōu)化通信庫模塊來實現(xiàn)節(jié)點之間的進程通信。

      再加上一套完整的Intel優(yōu)化編譯工具和函數(shù)庫等軟件來優(yōu)化化工院的應(yīng)用，使系統(tǒng)的性能得到充分的發(fā)揮，成為高校高性能計算系統(tǒng)推廣的表率之一。

      華東理工大學(xué)高性能計算計算集群系統(tǒng)是一個是基于網(wǎng)絡(luò)、面向科研等的大型高性能并行計算系統(tǒng)，該系統(tǒng)的基礎(chǔ)是主控節(jié)點、計算節(jié)點等硬件基礎(chǔ)平臺的建設(shè)和互聯(lián)系統(tǒng)的建設(shè)。

      該HPC系統(tǒng)對研究方向所涉及的大規(guī)模高復(fù)雜性系統(tǒng)模型驗證算法、大規(guī)模數(shù)據(jù)處理與服務(wù)等問題的研究提供了有效的支撐平臺，性能超過語氣，而成本投入比小型機集群節(jié)省60％。”采用基于WOODCREST處理器的計算平臺和以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，在多個測試實例中，用Intel編譯器編譯應(yīng)用程序和MPI庫函數(shù)比用GNU編譯器獲得53%-60%的性能提升。
  
      技術(shù)實現(xiàn)：

      寶德高性能計算集群系統(tǒng)分層次設(shè)計，按照Intel的高性能計算生態(tài)系統(tǒng)部署，自上而下，按照：HPC并行應(yīng)用程序→中間件集群管理和通信庫以及各類軟件優(yōu)化工具→操作系統(tǒng)→計算節(jié)點和主控節(jié)點的硬件平臺→系統(tǒng)環(huán)境的部署設(shè)計：包括散熱、電源、空間布局等規(guī)范化的設(shè)計。

      Intel高性能計算生態(tài)系統(tǒng)是Intel在業(yè)界多年研究和分析的結(jié)晶，科學(xué)的層次化部署，將復(fù)雜的大型并行計算平滑移植到性價比良好的IA架構(gòu)的平臺上，并保證相當(dāng)?shù)男?，不但為大型并行計算問題開拓出了新的解決方案，也為未來的網(wǎng)格計算做好了相當(dāng)?shù)睦碚撛O(shè)計基礎(chǔ)。

      HPC系統(tǒng)從各個關(guān)鍵部件如節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)拓撲、中間件、管理平臺的選用最終決定了HPC系統(tǒng)本身的穩(wěn)定和可靠，以及最關(guān)鍵的效能。本系統(tǒng)采用純英特爾服務(wù)器機架式設(shè)計，繼承了Intel服務(wù)器平臺七大技術(shù)，保證高性能計算系統(tǒng)平臺的高可靠、高可用和可維護性：

       √指示燈引導(dǎo)診斷(Light-Guided Diagnostics)：提高可維護性和故障的迅速恢復(fù)。

      √電源和散熱空間(Power and Thermal Headroom)：進行電源和散熱工程設(shè)計預(yù)算，以實現(xiàn)最高性能。

      √主動氣流控制(Active Airflow Control)：提供機箱散熱和風(fēng)扇控制，保證服務(wù)器冷卻和安靜。

      √硬盤穩(wěn)定技術(shù)(Drive Stabilization Technology)：提高硬盤的可靠性、使用壽命和性能

      √驅(qū)動器電源隔離(Drive Power Isolation)：為熱插拔硬盤提供關(guān)鍵緊急保護

      √多路徑引導(dǎo)(Multi-Path Boot)：保證系統(tǒng)即使在出現(xiàn)許多基礎(chǔ)錯誤時也能正常啟動。

      √驗證壓力測試套件(Validation Stress Test Suite)：有助于確保最新高性能服務(wù)器的數(shù)據(jù)完整性

      并根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境的各種物理機械、電磁兼容性設(shè)計及冗余設(shè)計等，嚴(yán)格按照國家規(guī)范進行。
  
      推薦硬件：

      節(jié)點采用寶德PR1510D服務(wù)器，采用INTEL 5110處理器，2GB ECC DDR RAM、SATA II 80G、Intel主板集成的雙千兆以太網(wǎng)卡Intel 。

   
      軟件環(huán)境：

      操作系統(tǒng)：RedHat Linux AS 3.0(支持64位應(yīng)用)；

      應(yīng)用軟件系統(tǒng)：MPICH(RedHat Linux自帶的模塊)；

      其他：GNU C/C++編譯器、Intel C/C++編譯器、Total View調(diào)試工具、Intel Vtune調(diào)試工具、Intel® Cluster Tools集群工具(生成、分析和優(yōu)化集群應(yīng)用)。
  
      經(jīng)驗收獲：

      寶德高性能計算集群系統(tǒng)的軟件和硬件以及基礎(chǔ)架構(gòu)都保證了規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、開放、通用，可以方便使用和在其平臺上開發(fā)自己的應(yīng)用。最大限度的提高了應(yīng)用的效率和移植性，適合于客戶在化學(xué)領(lǐng)域多種應(yīng)用的部署。

      華東理工化學(xué)計算研究中心主任黃偉民認為：“寶德科技的高性能計算集群系統(tǒng)由于采用了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)，不僅性能突出，安全穩(wěn)定，對未來的擴展能力也極強，用戶完全可以放心將來的集群擴展問題。整個集群的峰值計算能力以及實際預(yù)算能力這兩項指標(biāo)都能躋身同類產(chǎn)品的前列，同時又有一個更低廉的價格?！?/P>

      深圳寶德科技有限公司總經(jīng)理張云評價：本次采用INTEL架構(gòu)服務(wù)器搭建的HPC環(huán)境，充分體現(xiàn)了領(lǐng)先一代的Intel IA平臺從研發(fā)到制造工藝，Intel積累了近二十年的技術(shù)結(jié)晶，厚積薄發(fā)，為高性能計算研究領(lǐng)域提供最好的計算平臺。

多易